Źródło zdjęcia: UofM
Naukowcy z University of Michigan zgromadzili dowody na to, że gwiazdy brązowego karła mają bardzo podobne życie do wczesnych stadiów, przez które przeszło nasze Słońce, gdy powstało. Odkryli, że większość brązowych karłów miała dyski w wieku miliona lat, co jest bardzo podobne do młodych gwiazd w tym samym wieku. Inne obserwacje wykazały, że akretują one materiał z dysku w taki sam sposób, jak robią to gwiazdy.
W kosmicznych kręgach brązowe karły to coś w rodzaju flopa. Zbyt duże, aby można je było uznać za prawdziwe planety, ale nie na tyle masywne, by mogły być gwiazdami, te swobodnie pływające ciała niebieskie są czasami nazywane gwiazdami nieudanymi. Ale czy naprawdę powstają tak, jak gwiazdy - z zapadających się chmur gazu - czy też ich pochodzenie jest zupełnie inne? Seria publikacji astronoma z University of Michigan, Raya Jayawardhana i współpracowników, w tym artykuł w numerze Science z 16 stycznia, oferuje dowody na to, że brązowe karły i gwiazdy podobne do Słońca rodzą się w podobny sposób. „Mają przynajmniej bardzo podobne niemowlęta, co może oznaczać, że mają bardzo podobne pochodzenie” - powiedział Jayawardhana, adiunkt astronomii.
Gwiazdy tworzą się w zimnych obłokach gazu i pyłu w przestrzeni międzygwiezdnej. Gęste grudki w tych chmurach kurczą się pod wpływem własnej grawitacji, wirując w tym procesie i zbierając materiał z otoczenia na dysk. W końcu, jeśli rosnący protostar zgromadzi wystarczającą masę, jego rdzeń stanie się wystarczająco gorący i wystarczająco gęsty, aby nastąpiła fuzja jądrowa, a nowa gwiazda zacznie świecić. Niektórzy naukowcy sugerują, że brązowe karły powstają w ten sam sposób, ale po prostu nie gromadzą wystarczającej masy, aby rozpalić wodór, a obliczenia pokazują, że jest to teoretycznie możliwe, aby obiekty o masach tak małych jak brązowe karły rodziły się w ten sposób.
Ale inni naukowcy sugerowali, że brązowe karły są runtami wyrzuconymi z gwiezdnych śmieci. W tym scenariuszu brązowe karły rodzą się w wielu układach gwiezdnych i rywalizują ze swoim rodzeństwem o materię z chmury urodzeniowej. W takich systemach najwolniej rosnący obiekt może zostać wyrzucony, zanim zgromadzi wystarczającą ilość materiału, aby stać się gwiazdą, sugerują symulacje komputerowe.
Jednym ze sposobów rozróżnienia tych dwóch możliwości jest badanie dysków pyłu i gazu wokół młodych brązowych karłów. Jeśli brązowe karły powstają tak, jak gwiazdy, powinny mieć duże, długowieczne dyski akrecyjne, takie jak te znalezione wokół młodych gwiazd. Ale jeśli zostały wyrzucone z wielu układów gwiezdnych, ich dyski powinny zostać ogolone przez oddziaływania grawitacyjne, które prowadzą do wyrzucenia.
Jayawardhana i koledzy szukali zakurzonych dysków wokół młodych brązowych karłów, obserwując ich emisję w podczerwieni za pomocą 8-metrowego Very Large Telescope (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile i 10-metrowego teleskopu Keck I na Hawajach. Ponieważ cząsteczki pyłu w dysku pochłaniają światło i ponownie emitują energię przy długości fal podczerwonych, brązowy karzeł z dyskiem emituje więcej światła podczerwonego niż jedno bez dysku.
„Odkryliśmy, że większość brązowych karłów jest otoczona zakurzonymi dyskami w wieku około miliona lat”, powiedział Jayawardhana. „To podobne do młodych gwiazd w tym samym wieku”. Chociaż nie można bezpośrednio określić rozmiarów dysków, ich obecność wokół niektórych brązowych karłów w wieku 10 milionów lat sugeruje, że nie są one usuwane we wczesnym okresie życia.
Inne obserwacje spektroskopowe, wykorzystujące bliźniacze 6,5-metrowe teleskopy Magellana w Chile (w których University of Michigan jest instytucją partnerską) oraz teleskop Keck I, wykazały, że brązowe karły również akceptują materiał z otaczających dysków w taki sam sposób jak gwiazdy? w wolniejszym tempie. „Wykrywamy znamienne oznaki gazu przepływającego z wewnętrznej krawędzi dysku do brązowego karła z prędkością ponad stu kilometrów na sekundę”, powiedział Jayawardhana. W jednym intrygującym przypadku astronomowie mają również znalezione dowody na to, że materiał wypływa z biegunów brązowego karła. Takie odrzutowce były widziane w młodych gwiazdach w tym samym wieku, ale do tej pory w brązowych karłach. „Jeśli zostanie to potwierdzone, obecność dżetów jeszcze bardziej wzmocni argument za niezwykle podobnymi piekielnikami dla brązowych karłów i gwiazd podobnych do Słońca”, powiedział Jayawardhana, do którego współpracowników należą Subhanjoy Mohanty (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Gibor Basri (University of California) , Berkeley), David Barrado y Navascues (Laboratorium Astrofizyki Kosmicznej i Podstawowej Fizyki w Madrycie, Hiszpania), David Ardila (Uniwersytet Johnsa Hopkinsa), Beate Stelzer (Obserwatorium Astronomiczne w Palermo we Włoszech) oraz Karl Haisch, Jr. i Diane Paulson (oba na University of Michigan).
„Nie powiedziałbym, że historia jest podpisana, zapieczętowana i dostarczona”, powiedział Jayawardhana, „ale przewaga dowodów bardzo pochyla się w kierunku tych rzeczy tworzących ten sam sposób, co gwiazdy”. Odkryte dotąd dowody prowadzą do jeszcze bardziej kuszących perspektyw. „Teraz, gdy wiemy, że wiele młodych brązowych karłów jest otoczonych dyskami” - powiedział - „Nie mogę się nie zastanawiać, czy komety i asteroidy? Jeśli nie małe planety? Mogą się na nich tworzyć”.
Badania były wspierane przede wszystkim z grantu National Science Foundation.
Oryginalne źródło: University of Michigan News Release
